辜海繽

摘要：接地故障是電力系統(tǒng)中的常見故障類型。本文就電力調(diào)度員在日常工作中常見的電力系統(tǒng)接地故障的判斷與處理展開論述，通過對于故障類型以及相應(yīng)故障的檢測方法做以分析，在此基礎(chǔ)上提出了電力系統(tǒng)接地故障的判別與處理要點，具體涉及判別要點、單相接地故障處理，如故障預(yù)防、合理選線、故障處理等內(nèi)容，有效保證在發(fā)生接地故障時，可以及時地遏制與解決故障問題。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);接地故障;故障處理

引言：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，相關(guān)的運行故障需要通過更加行之有效的方式對其加以判別，并針對于故障類型落實相應(yīng)的處理措施。在電力調(diào)度員的日常工作中，接地故障為常見突發(fā)故障，需要在發(fā)現(xiàn)問題時，及時地對于故障進(jìn)行判斷，以保證故障問題的及時有效解決。為此，電力調(diào)度員需要熟練掌握不同的接地故障特點，應(yīng)用科學(xué)的檢測手段識別故障，通過有效的調(diào)度，對其加以處理，降低故障危害。

一、電力系統(tǒng)常見接地故障

（一）電弧接地故障

電弧性接地故障極易引起電氣火災(zāi)，需要引起重視。其會產(chǎn)生一種流經(jīng)母線的放電電容電流，這一電流一般由相電壓突然降低而引起，放電電流急速衰減，它的振蕩頻率會達(dá)到幾十千赫甚至幾百千赫。此外，由非故障相電壓突然升高而引起的充電電容電流，它要通過變壓器線圈而形成回路。由于整個流通回路的電感較大，因此，充電電容電流衰減較慢，振蕩頻率也較低。放電電容電流頻率高、衰減速度快.對于接地選線的作用不大;而充電電流幅值大、頻率較低、衰減速度慢，有利于測量，相較于放電電容電流，充電電容電流在接地選線中更為重要。電弧接地時暫態(tài)分量的頻率與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變壓器參數(shù)、故障地點等均有不同程度的關(guān)聯(lián)性，故障線路零序暫態(tài)電流等于所有非故障線路零序暫態(tài)電流之和。當(dāng)接地電阻較小時暫態(tài)分量遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)分量^[1]。

（二）單相接地故障

單相接地故障是一種小電流系統(tǒng)內(nèi)的常見臨時性故障類型，根據(jù)統(tǒng)計，10kV配網(wǎng)線路的主要故障很大比例（高達(dá)70%以上）就是接地故障。在出現(xiàn)單相接地故障后，會使得故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但由于出現(xiàn)故障后，會保持線電壓的對稱形態(tài)，因此不會對于連續(xù)的供電行為造成影響。但若放任單相接地故障長期存在，會引起電力系統(tǒng)內(nèi)處于絕緣薄弱的環(huán)節(jié)被擊穿，進(jìn)而引發(fā)相間短路，對正常供電造成影響，甚至?xí)痣妷夯ジ衅骷跋嚓P(guān)設(shè)備在超負(fù)荷的情況下被燒毀。

二、電力系統(tǒng)接地故障的判別與處理

（一）判別要點

以10kV線路接地故障判斷為例，單相接地故障有不同的相電壓反應(yīng)，也有幾種雖然發(fā)出接地信號但并不是接地故障發(fā)生的情況存在，調(diào)度員在事故處理時要加以區(qū)分。如存在一相電壓降低至幾乎為零，同時出現(xiàn)其他兩相電壓有所升高，最終達(dá)到線電壓，接地信號會隨之出現(xiàn)，這種情況屬于完全接地也稱為金屬性接地;如果對于降低過程中的一相電壓來說，數(shù)值小于相電壓但是大于零，其他兩相電壓電壓升高大于相電壓但是低于線電壓，系統(tǒng)發(fā)接地信號，這種情況屬于不完全接地;如存在降低到零的一相電壓，同時其他兩相電壓并沒有升高，此時發(fā)出接地信號時，可判斷所在變電站母線上的電壓互感器二次保險一相熔斷;如在一相電壓降低但不為零，同時其他兩相電壓不存在升高，在發(fā)出接地信號時，可認(rèn)為所在變電站母線上的電壓互感器高壓熔斷器存在熔斷一相的情況;如存在一相電壓降低且不為零，同時其他兩項電壓升高且超過線電壓，或者其他兩相電壓降低出現(xiàn)不為零的同時存在陸續(xù)升高的一相電壓，或者三相電壓輪流升高，此時的產(chǎn)生的接地信號屬于系統(tǒng)諧振。

（二）單相接地故障處理

1.故障預(yù)防

減少線路故障率要以平日的預(yù)防為主。提高線路平時的運行水平使線路正常可靠運行比靠線路故障時及時處理減少電網(wǎng)及用戶損失更有利于電網(wǎng)和用戶的利益。以10kV配網(wǎng)單相接地故障的預(yù)防為例，需關(guān)注可能引發(fā)單相接地故障的因素，以此優(yōu)選預(yù)防手段，實現(xiàn)故障發(fā)生幾率的有效控制。具體可從線路巡邏力度強化入手，同時還需要關(guān)注通道障礙清理的強化，以此針對性檢查導(dǎo)線與植被、建筑間的距離是否合理，判斷安全隱患是否存在。橫擔(dān)之上與桿頂位置的異物檢查也不容忽視，并重點檢查絕緣子位置導(dǎo)線的牢固性，導(dǎo)線垂弧過大、臟污破損等情況同樣屬于檢查重點，在發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題后及時處理，以此實現(xiàn)整體線路安全與通道暢通的多角度、全方位保障。此外，線路質(zhì)量低、鐵磁諧振過電壓、雷電危害與污閃故障等因素引發(fā)的配網(wǎng)接地故障應(yīng)采取針對性措施有效預(yù)防，例如線路整體升級改造、改變設(shè)備參數(shù)類型破壞鐵磁諧振條件、線路改道避開雷區(qū)和重污染地區(qū)等，此類線路優(yōu)化在規(guī)劃層面就要涉及。

2.合理選線

對于10kV配網(wǎng)來說，中性點非有效接地方式屬于基本接地模式，在出現(xiàn)單相接地故障后，設(shè)法明確故障位置，以此開展常規(guī)的接地故障檢測，原有故障可由此迅速排除，但這一過程需保證線路供電整體可靠性不會受到影響。因此，合理選型與故障定位極為關(guān)鍵，近年來，自動選線裝置多有運用，但結(jié)合實際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，相對較低的正確選線率在實踐中較為常見，這與不明顯的小電流接地方式故障特征存在直接關(guān)聯(lián)，負(fù)荷諧波干擾帶來的影響也較大，受落后的選線水平影響，難以達(dá)成的選線目標(biāo)將帶來一系列負(fù)面影響。圍繞老舊式操作方案進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，停電選線操作基于線路逐條拉閘的方式在雖然在選線準(zhǔn)確率方面優(yōu)勢明顯，但對于日漸復(fù)雜的城市配電網(wǎng)環(huán)境來說，這種故障排查涉及范圍較廣且需要耗費大量時間。因此，必須積極創(chuàng)新和開發(fā)更實用的自動選線裝置，以此優(yōu)化現(xiàn)場選線流程，保證選線效率和選線質(zhì)量。如在單一判據(jù)條件下，注入信號選線、暫態(tài)分量選線、穩(wěn)態(tài)分量選線的差異明顯，這類方法可基于信號分量內(nèi)容不同特質(zhì)進(jìn)行劃分，操作細(xì)節(jié)方面存在的差異也不容忽視，如其中的穩(wěn)態(tài)分量選線涉及負(fù)序電流法、零序電流諧波法、零序電流基波比幅比相法等內(nèi)容，融合多判據(jù)選線則涉及聚類分析選線法、D-S證據(jù)推理選線法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)選線法等內(nèi)容。為實現(xiàn)接地故障的預(yù)防，合理選線方法的篩選極為關(guān)鍵，同時可將接地故障指示器設(shè)備設(shè)置于線路節(jié)點，如線路中端、線路始端、線路分支、配變出口，基于信號顏色的差異，即可快速判定故障出現(xiàn)位置，具體的故障處理效率和質(zhì)量自然能夠得到保障。

3.故障處理

線路的積極運維和新型選線技術(shù)的積極運用是一方面，在現(xiàn)有條件下，調(diào)度員在系統(tǒng)接地故障發(fā)生后及時準(zhǔn)確的處理保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行是另一方面。利用新技術(shù)的自動選線裝置以及結(jié)合傳統(tǒng)的分割網(wǎng)絡(luò)、拉路選線查找出故障線路后，應(yīng)盡快將故障線路從系統(tǒng)中隔離，避免影響系統(tǒng)內(nèi)正常設(shè)備的運行。其中對于系統(tǒng)諧振的情況要特別重視，發(fā)生時要通過分段母線、拉路等手段立即消除諧振條件，避免諧振過電壓造成系統(tǒng)設(shè)備損壞。兩個小電流接地系統(tǒng)同時接地時，不能進(jìn)行系統(tǒng)并列和合環(huán)操作，避免造成兩個系統(tǒng)不同相的接地并列和合環(huán)后造成接地兩相短路的事故擴(kuò)大。現(xiàn)在用戶對電能質(zhì)量要求越來越高，小電流接地系統(tǒng)接地后合理利用接地后允許運行2小時以內(nèi)的時差進(jìn)行敏感、重要用戶的負(fù)荷轉(zhuǎn)供，做好優(yōu)質(zhì)服務(wù)也是調(diào)度員需要考慮的方面。

結(jié)論：為保證對于電力系統(tǒng)的有效控制與調(diào)度，降低接地故障對于電力系統(tǒng)運行的損害范圍與危害程度，需要在掌握接地故障知識的基礎(chǔ)上，運用合理的檢測手段，判別故障的類型，利用科學(xué)的處理流程高效地解決電力系統(tǒng)接地故障。在此基礎(chǔ)上，還要在日常的工作中，通過相關(guān)制度以及維護(hù)措施的落實，進(jìn)一步深化電力系統(tǒng)接地故障解決的時效與實效，進(jìn)而在電力調(diào)度工作的過程中，推動電力系統(tǒng)的良性運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]董俊，李一凡，束洪春，等.配電網(wǎng)饋出線路單相永久性接地故障性質(zhì)辨識方法[J].電工技術(shù)學(xué)報，2020，35（21）：4576-4585.[2]許崇亮.電力系統(tǒng)接地故障的判斷與處理研究[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2019，（09）：32.